适用电镀铜工艺的光伏电池片产能:当前PERC生产成本相对较低,且由于具备更高效率的N型电池,如TOPCon、HJT、IBC出现,我们认为未来PERC电池会被逐步替代,PERC电池不具有采用电镀铜工艺的必要性。N型电池作为新技术路线,降本是其规模化发展逻辑,电镀铜工艺作为降本增效的技术,为其降本可选技术路线之一。根据CPIA对各类电池技术市场占比变化趋势的预测,我们计算得出2022年到2030年,适用电镀铜工艺的全球N型电池(TOPCon、HJT、IBC)产能自13.87GW增长至504.28GW。光伏电镀铜主要对栅线进行电镀,相对来说电镀加工自身来说加工难度不高。合肥HJT电镀铜后缀

电镀工艺主要包括垂直电镀、水平电镀、插片式电镀等,其中垂直电镀主要有垂直升降式电镀和垂直连续式电镀,当前多种技术路线并行,如何提升电镀产能和质量性能、降低碎片率将是电池片电镀机提升和改善的方向,伴随电镀工艺精简优化,电镀铜技术有望于2024年逐步明确技术选型。垂直电镀:挂镀,夹具夹住待镀电池垂直插入电镀槽进行电镀。垂直连续式电镀较垂直升降式电镀的产能有所提高,垂直连续电镀设备目前正在制造第三代设备,将拥有产能规模大(8000片/小时以上)、破片率低(小于0.1%)、均匀性好、高效节能、清洁环保等优势。水平电镀:在电镀槽内通过滚轮水平传输待镀电池,滚轮导电使种子层形成电镀系统阴极,在通电及水平传输中实现电镀。河南光伏电池电镀铜光伏异质结电池电镀铜行业情况电镀铜的优势主要是性能提升和成本节约。
电镀铜的硬度可以通过以下几种方式进行控制:1.电镀液的成分:电镀液的成分可以影响电镀铜的硬度。例如,添加一些有机添加剂可以使电镀铜的硬度增加。2.电镀液的温度:电镀液的温度可以影响电镀铜的晶粒大小和分布,从而影响其硬度。一般来说,较高的电镀液温度可以使电镀铜的硬度增加。3.电镀时间:电镀时间也可以影响电镀铜的硬度。一般来说,较长的电镀时间可以使电镀铜的硬度增加。4.电流密度:电流密度可以影响电镀铜的晶粒大小和分布,从而影响其硬度。一般来说,较高的电流密度可以使电镀铜的硬度增加。5.预处理:在电镀之前,对基材进行适当的预处理可以改善电镀铜的硬度。例如,通过机械打磨或化学处理可以使基材表面更加平整,从而使电镀铜的硬度增加。总之,电镀铜的硬度可以通过调整电镀液的成分、温度、时间和电流密度等参数以及对基材进行适当的预处理来进行控制。
电镀铜光伏电池渗透率:根据CPIA数据,至2030年光伏电池片正面金属电池技术市场仍以银电极为主导,约占87.5%,非银电极技术包括银包铜等,约为12.5%,该比例口径为所有类型的电池片,而N型电池片在运用银包铜、激光转印等降本路线上较为积极,我们假设在N型电池中,2030年银电极占比下调为65%。目前银包铜技术相较电镀铜更为成熟,但未来一旦铜电镀技术成熟后,大幅降本增效的铜电镀产业化进程会更加快速,因此假设2022-2030年铜电镀工艺在非银电极中占比为自15%提升至70%,对应2022-2030年铜电镀光伏电池渗透率自0.45%提升至24.5%。电镀铜具有高硬度和高韧性,可以增强金属的硬度和耐磨性。
光伏电镀铜技术路线优势之增效:(1)铜电镀电极导电性能优于银栅线,且与TCO层的接触特性更好,促进提高电池转换效率。A.金属电阻率影响着电极功率损耗与导电性能,纯铜具有更低电阻率。异质结低温银浆主要由银粉、有机树脂等材料构成,浆料固化后部分有机物不导电,使低温银浆的电阻率较高、电极功率损耗较大;同时,由于低温银浆烧结温度不超过250℃,浆料中Ag颗粒间粘结不紧密,具有较多的空隙,导致其线电阻的提高及串联电阻的增加。而铜电镀栅线使用纯铜,其电阻率接近纯银但明显低于低温银浆,且其电极结构致密均匀,没有明显空隙,可实现更低的线电阻率,降低电池电极欧姆损耗、提高电性能。B.金属与TCO层的接触特性影响着异质结太阳电池载流子收集、附着特性及电性能,铜电镀电极更具优势。银浆料与TCO透明导电薄膜之间的接触存在孔洞较多,造成其金属-半导体接触电阻的增加和电极附着性降低,影响了载流子的传输。而铜电镀电极易与透明导电薄膜紧密附着,无明显孔洞,使接触电阻较小,可以提高载流子收集几率。光伏电镀铜设备,主要用于光伏电池硅片镀铜代替银浆丝网印刷。杭州新型电镀铜后缀
电镀铜工艺流程,图形化和金属化为重点心。合肥HJT电镀铜后缀
相较于银包铜+0BB/NBB工艺,电镀铜优势在于可助力电池提效0.3-0.5%+,进而提高组件功率。我们预计银包铜+0BB/NBB工艺或是短期内HJT电池量产化的主要降本路径,随着未来银含量30%银包铜浆料的导入,浆料成本有望降至约3分/W,HJT电池金属化成本或降至5分/W左右。电镀铜工艺有望于2023-2024年加快中试,并于2024年逐步导入量产。随着工艺经济性持续优化,电镀铜HJT电池的金属化成本有望降至5-6分/W左右,叠加考虑0BB/NBB对应组件封装/检测成本提升,而电镀铜可提升效率约0.5%+,电镀铜优势逐渐强化,有望成为光伏电池无银化的解决方案。合肥HJT电镀铜后缀